synchronized的原理?
lock 和 synchronized
- synchronized 是 Java 关键字,内置特性;Lock 是一个接口
- synchronized 会自动释放锁;lock 需要手动释放,所以需要写到 try catch 块中并在 finally 中释放锁
- synchronized 无法中断等待锁;lock 可以中断
- Lock 可以提高多个线程进行读/写操作的效率
- 竞争资源激烈时,lock 的性能会明显的优于 synchronized
synchronized 代码块是由一对儿 monitorenter/monitorexit 指令实现的,Monitor 对象是同步的基本实现,而 synchronized 同步方法使用了ACC_SYNCHRONIZED访问标志来辨别一个方法是否声明为同步方法,从而执行相应的同步调用。
在 Java 6 之前,Monitor 的实现完全是依靠操作系统内部的互斥锁,因为需要进行用户态到内核态的切换,所以同步操作是一个无差别的重量级操作。
现代的(Oracle)JDK 中,JVM 对此进行了大刀阔斧地改进,提供了三种不同的 Monitor 实现,也就是常说的三种不同的锁:偏斜锁(Biased Locking)、轻量级锁和重量级锁,大大改进了其性能。
所谓锁的升级、降级,就是 JVM 优化 synchronized 运行的机制,当 JVM 检测到不同的竞争状况时,会自动切换到适合的锁实现,这种切换就是锁的升级、降级。
当没有竞争出现时,默认会使用偏斜锁。JVM 会利用 CAS 操作,在对象头上的 Mark Word 部分设置线程 ID,以表示这个对象偏向于当前线程,所以并不涉及真正的互斥锁。这样做的假设是基于在很多应用场景中,大部分对象生命周期中最多会被一个线程锁定,使用偏斜锁可以降低无竞争开销。
如果有另外的线程试图锁定某个已经被偏斜过的对象,JVM 就需要撤销(revoke)偏斜锁,并切换到轻量级锁实现。轻量级锁依赖 CAS 操作 Mark Word 来试图获取锁,如果重试成功,就使用普通的轻量级锁;否则,进一步升级为重量级锁(可能会先进行自旋锁升级,如果失败再尝试重量级锁升级)。
我注意到有的观点认为 Java 不会进行锁降级。实际上据我所知,锁降级确实是会发生的,当 JVM 进入安全点(SafePoint)的时候,会检查是否有闲置的 Monitor,然后试图进行降级。